CN102737585A - 一种降低显示设备背光功耗的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种降低显示设备背光功耗的方法及装置，该方法该包括调节显示设备预显示内容的灰阶亮度，以输出具有相应占空比的PWM波，根据所述具有相应占空比的PWM波控制背光源的通断；本发明通过以上技术方案，解决现有技术中背光源稳定常供的方式造成显示设备背光功耗浪费的技术问题。

Description

一种降低显示设备背光功耗的方法及装置
技术领域
本发明通信技术领域，尤其涉及一种降低显示设备背光功耗的方法及装置。
背景技术
随着电子技术的发展，被广泛应用的移动终端、电视、MID(移动互联网设备)等电子设备的功能越来越多样化，如手机，目前的手机集通话、短信、摄像、音乐播放、蓝牙、GPS、游戏、网页浏览功能、收发电子邮件、日程管理、网上购物、下载各种丰富软件等功能于一体。电子设备的功能越来越丰富一方面满足了用户的应用需求，另一方面也增加了显示设备的背光功耗。
目前，大多数显示设备背光源的控制都是采用常供的方式，比如手机，手机上LCD的背光源控制普遍采用直流常供的方式，或者是5V电源给并联的常供方式，或者是通过升压芯片将电压升至20V给串联的常供方式，也就是说，不论显示设备显示屏上预显示图片的亮暗程度，显示设备的背光源都是稳定常供的，这样浪费了显示设备的背光功耗。
发明内容
本发明提供一种降低显示设备背光功耗的方法及装置，解决现有技术中背光源稳定常供的方式造成显示设备背光功耗浪费的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种降低显示设备背光功耗的方法，包括：
调节显示设备预显示内容的灰阶亮度，以输出具有相应占空比的PWM(脉冲宽度调制)波；
根据所述具有相应占空比的PWM波控制显示设备背光源的通断。
调节显示设备预显示内容的灰阶亮度，以输出具有相应占空比的PWM波的方法具体为：设置一内容分析器电路，所述内容分析器电路调节显示设备预显示内容的灰阶亮度，以输出具有相应占空比的PWM波。
所述内容分析器电路调节显示设备预显示内容的灰阶亮度，以输出具有相应占空比的PWM波的方法具体为：所述内容分析器电路调节显示设备预显示内容的灰阶亮度，根据调节结果确定背光功耗的降低幅度，根据所述背光功耗的降低幅度控制输出具有相应占空比的PWM波。
根据所述具有相应占空比的PWM波控制显示设备背光源通断的方法具体为：设置一背光源控制电路，当所述PWM波在高电平时，所述背光源控制电路控制显示设备背光源接通，当所述PWM波在低电平时，所述背光源控制电路控制显示设备背光源断开。
一种降低显示设备背光功耗的装置，包括一内容分析器电路和一背光源控制电路，所述内容分析器电路用于调节显示设备预显示内容的灰阶亮度，并根据调节后的预显示内容的灰阶亮度向所述背光源控制电路输出具有相应占空比的PWM波，所述背光源控制电路用于根据所述具有相应占空比的PWM波控制显示设备背光源的通断。
所述背光源控制电路在所述PWM波为高电平时，控制显示设备背光源接通；在所述PWM波为低电平时，控制显示设备背光源断开。
所述背光源控制电路包括N+P双MOS管和上拉电阻，所述PWM波输入端接至N沟道MOS的栅极，所述N沟道MOS的源极接地，漏极与P沟道MOS的栅极相连，并通过一上拉电阻连接至电源，所述P沟道MOS的漏极接背光源，源极接至所述电源。
在所述PWM波为高电平时，所述N沟道MOS管处于导通状态，所述P沟道MOS管导通，所述背光源处于接通状态；在所述PWM波为低电平时，所述N沟道MOS管处于断开状态，所述P沟道MOS管截止，所述背光源处于断开状态。
所述N+P双MOS管为增强型MOS管。
所述上拉电阻为10K。
本发明提供一种降低显示设备背光功耗的方法及装置，该方法包括：调节显示设备预显示内容的灰阶亮度，以输出具有相应占空比的PWM波，根据所述具有相应占空比的PWM波控制显示设备背光源的通断；本发明通过调节显示设备预显示内容的灰阶亮度，控制背光源的间隔性通断，解决了现有技术中背光源稳定常供的方式造成显示设备背光功耗浪费的技术问题，同时，因对预显示内容的灰阶亮度的调节，使得显示设备最终显示的画面失真小。
附图说明
图1为本发明实施例一种降低显示设备背光功耗方法的流程图；
图2为本发明实施例一种降低显示设备背光功耗装置中背光源控制电路的电路图；
图3为本发明实施例背光源控制电路A、B、C三处电压的波形图；
图4为本发明实施例一种降低显示设备背光功耗装置的模块图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
图1为本发明实施例一种降低显示设备背光功耗方法的流程图，请参考图1：
S01、调节显示设备预显示内容的灰阶亮度，以输出具有相应占空比的PWM波；
S02、根据步骤S01输出的具有相应占空比的PWM波控制显示设备背光源的通断；
下面以手机上LCD的背光源为例，对本实施例作进一步详细说明。
本实施例可以采用CABC(Content Adaptive Brightness Control，根据图片内容进行自适应的亮度调节)技术，在LCD驱动IC内设置一个内容分析器电路，手机处理器传送一张预显示图片的数据到驱动IC，内容分析器电路计算并统计图片的数据后依据设定的算法自动的调节其灰阶亮度，相应地确定背光功耗的降低幅度，也就是背光省电幅度，比如内容分析器电路将预显示图片的灰阶亮度提高了30％，此时图片变亮，得到一个新的图片数据，那么，相应地确定背光亮度降低30％，再依据此数值动态调节PWM信号，控制输出具有相应占空比的PWM波，将该具有相应占空比的PWM波输入至一背光源控制电路，根据该PWM波控制背光源的通断。由于事先已经通过内容分析器电路调整过图片的灰阶亮度，因此用户可以得到与原先图片相差无几的显示效果，但减少了30％的背光功耗，使显示画面失真最小却可减少背光电流的消耗。
图2为本发明实施例一种降低显示设备背光功耗装置中背光源控制电路的电路图，请参考图2：
背光源控制电路主要包含一个N+P双MOS管和一个上拉电阻R，内容分析器电路输出的PWM波接至N沟道MOS的栅极，该N沟道MOS的源极接地，漏极与P沟道MOS的栅极相连，并通过一上拉电阻连接至电源，该P沟道MOS的漏极接背光源，源极接至该电源；手机背光电源通常为5V，上拉电阻R起到电压上拉的作用，N+P双MOS管优选的为增强型MOS管，N沟道MOS的开启电压VGS＝1V，P沟道MOS的开启电压VGS＝-1V。LCD IC输出的PWM波高电平为2V，低电平为0，LCD IC输出的PWM波为高电平时，N沟道MOS管处于导通状态，B处的电压为0，P沟道MOS管导通，C处的电压为高电平；LCD IC输出的PWM波为低电平时，N沟道MOS管处于断开状态，B处的电压为5V，P沟道MOS管截止，C处为低电平。通过该背光源控制电路，LCDIC内的内容分析器电路输出的PWM波就可以控制5V背光的间断性供给，从而达到降低功耗的目的。
图3为本发明实施例背光源控制电路A、B、C三处电压的波形图，请参考图3：A处的波形是由LCD驱动IC输出的波形，高电平为2V，低电平为0V；B处的波形是过第一个NMOS管之后的波形，高电平为5V，低电平为0V；C处的波形是直接给LCD背光供电的波形，高电平为5V，图中C处为二极管的正极，二极管有一个2V的压降，因此C处低电平为2V，因此，节电的效果是根据C处输出的2V和5V电压的占空比来控制的，C处输出电压的正占空比越小，即5V供电的时间越小，那么节电效率就越高，C处输出电压的正占空比越大，即5V供电的时间越大，那么节电效率就越低。
P+N双MOS管输出给LCD背光的占空比跟上拉电阻R和P沟道MOS管的输入电容Ciss的乘积有关，也即时延有关，R和Ciss的乘积越小，输出的占空比越小，平均电流就越小，节电效率就越高，选用P+N双MOS管主要关注的参数为P沟道MOS管的输入电容Ciss，该值越小越好，当P沟道MOS管的输入电容无法改变时，可以通过减小R来减小R和Ciss的乘积，但减小R也会出现新的问题，即当N沟道MOS管导通时，流过R的电流就变大，虽然给背光供电的电流会降低，但总体的电流会增大，因此需要找到一个平衡点，本实施例上拉电阻优选的为10K。
本实施例还包括一种降低显示设备背光功耗的装置，图4为本发明实施例一种降低显示设备背光功耗装置的模块图，请参考图4：该装置包括一内容分析器电路1和一背光源控制电路2，内容分析器电路1用于调节显示设备预显示内容的灰阶亮度，并根据调节后的预显示内容的灰阶亮度向背光源控制电路2输出具有相应占空比的PWM波，背光源控制电路2用于根据该具有相应占空比的PWM波控制显示设备背光源的通断。背光源控制电路具体在内容分析器电路输出的PWM波为高电平时，控制背光源接通；在内容分析器电路输出的PWM波为低电平时，控制背光源断开。背光源控制电路包括N+P双MOS管和上拉电阻，当内容分析器电路输出的PWM波在高电平时，N沟道MOS管处于导通状态，P沟道MOS管导通，背光源处于接通状态；当内容分析器电路输出的PWM波在低电平时，N沟道MOS管处于断开状态，P沟道MOS管截止，背光源处于断开状态。
本实施例通过IC内的内容分析器电路统计分析欲显示内容的数据，取得灰阶分布图(Histogram)，根据每个影像的统计图以及CABC相关的设定重新计算补偿之后得到一个新的内容数据，并同步决定背光省电幅度，再依此数值输出具有相应占空比的PWM波，将该PWM波输入至一背光源控制电路，控制背光源的通断，使显示画面失真最小却可减少背光电流的消耗。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种降低显示设备背光功耗的方法，其特征在于，包括：调节显示设备预显示内容的灰阶亮度，以输出具有相应占空比的PWM波；根据所述具有相应占空比的PWM波控制显示设备背光源的通断。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，调节显示设备预显示内容的灰阶亮度，以输出具有相应占空比的PWM波的方法具体为：设置一内容分析器电路，所述内容分析器电路调节显示设备预显示内容的灰阶亮度，以输出具有相应占空比的PWM波。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述内容分析器电路调节显示设备预显示内容的灰阶亮度，以输出具有相应占空比的PWM波的方法具体为：所述内容分析器电路调节显示设备预显示内容的灰阶亮度，根据调节结果确定背光功耗的降低幅度，根据所述背光功耗的降低幅度控制输出具有相应占空比的PWM波。
4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，根据所述具有相应占空比的PWM波控制显示设备背光源通断的方法具体为：设置一背光源控制电路，当所述PWM波在高电平时，所述背光源控制电路控制显示设备背光源接通，当所述PWM波在低电平时，所述背光源控制电路控制显示设备背光源断开。
5.一种降低显示设备背光功耗的装置，其特征在于，包括一内容分析器电路和一背光源控制电路，所述内容分析器电路用于调节显示设备预显示内容的灰阶亮度，并根据调节后的预显示内容的灰阶亮度向所述背光源控制电路输出具有相应占空比的PWM波，所述背光源控制电路用于根据所述具有相应占空比的PWM波控制显示设备背光源的通断。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述背光源控制电路在所述PWM波为高电平时，控制显示设备背光源接通；在所述PWM波为低电平时，控制显示设备背光源断开。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述背光源控制电路包括N+P双MOS管和上拉电阻，所述PWM波输入端接至N沟道MOS的栅极，所述N沟道MOS的源极接地，漏极与P沟道MOS的栅极相连，并通过一上拉电阻连接至电源，所述P沟道MOS的漏极接背光源，源极接至所述电源。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，在所述PWM波为高电平时，所述N沟道MOS管处于导通状态，所述P沟道MOS管导通，所述背光源处于接通状态；在所述PWM波为低电平时，所述N沟道MOS管处于断开状态，所述P沟道MOS管截止，所述背光源处于断开状态。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述N+P双MOS管为增强型MOS管。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述上拉电阻为10K。
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